岩石学特征论文(精选10篇)
岩石学特征论文 篇1
摘要:通过大量的岩心观察、薄片鉴定与实验研究, 对该区储层岩石学特征进行研究。研究表明:该区岩石类型为长石岩屑砂岩和长石岩屑粉砂岩, 重矿物主要为锆石, 其次为白钛石、绿帘石, 砂岩粒度一般为0.03~0.15mm, 多数为宽峰, 少数尖峰分布和宽平峰分布, 磨圆度为次圆状, 砂岩支撑类型整体上为颗粒支撑, 碎屑颗粒接触方式以线接触为主, 有少数点接触, 未见缝合线接触, 颗粒胶接类型以孔隙式胶结为主。
关键词:岩石学特征,接触方式,胶结类型,大庆油田
1 岩石类型
根据薄片观察鉴定 (表1、表2) , 该区泉三段、泉四段砂岩颗粒成分相近, 主要有石英、长石和辉长岩。泉三段砂岩石英颗粒占20~32%, 平均26.73%;正长石颗粒占22~29%, 平均25.38%;斜长石颗粒占2~4%, 平均3.77%;辉长岩屑颗粒占29~43%, 平均37%;泥质含量2~20%, 平均8.11%;碳酸盐含量1~26%, 平均7.1%。泉四段砂岩石英颗粒占19~31%, 平均26.75%;正长石颗粒占17~30%, 平均24.48%;斜长石颗粒占0~4%, 平均2.41%;辉长岩屑颗粒占27~41%, 平均33.44%;泥质含量1~22%, 平均7.78%;碳酸盐含量1~35%, 平均8.73%。矿物成分成熟度不高。
分析砂岩颗粒百分含量三角图, 采用成分—成因砂岩分类模版 (图1) , 确定杏树岗地区扶杨油层储集层岩石类型为长石岩屑砂岩和长石岩屑粉砂岩, 部分含泥大于15%的为杂砂岩 (图2、3) 。
2 重矿物及组合特征
该区重矿物主要为锆石, 其次为白钛石、绿帘石 (泉三段) , 石榴石、磷灰石、磁铁矿相对较少 (表3) 。泉三段锆石含量为1.6~72.2%, 平均为23.51%;绿帘石含量为1.15~82.10%, 平均23.97%;石榴石含量为0.2~7.7%, 平均2.42%;白钛石含量为0.3~51.7%, 平均10.38%。泉四段锆石含量为1.5~77.8%, 平均为38.27%;绿帘石含量为0.2~11.30%, 平均2.49%;石榴石含量为0.1~34%, 平均6.57%;白钛石含量为0.9~51.6%, 平均21.94%。
重矿物组合一方面反映岩石的成分成熟度, 随着稳定重矿物含量增加, 岩石的成分成熟度越高, 砂岩颗粒搬运距离越远。同时重矿物也代表母岩成分特征, 可进一步确定物源方向 (即水系) 。该区重矿物组合表现了北偏西方向水系特征。
3 粒度分布特征
沉积物粒度粗细、分选、偏态、峰态都具有成因意义, 粒度粗细、分选反应动力条件的强弱。河流砂因其多源区, 流速变化大, 因而往往呈现双峰、偏态或峰态变化大, 峰态宽平等特点[1]。
该区砂岩粒度一般为0.03~0.15mm (即2~4φ) , 除了部分样品出现细粒尾尖分布未见双峰分布, 多数为宽峰, 横跨三个φ值, 部分窄峰横跨两个φ值, 少数尖峰分布和宽平峰分布, 反映了河间、水上河道、水下河道等不同水动力条件[2]。
根据粒度C-M图, 泉三段、泉四段CM值三点分布平行于C=M线, 都为递变悬浮总体。没有滚动总体PQ段, 与概率分布分析结果一致。与泉三段相比泉四段C值范围更宽, 细粒的更多, 水流速度变化范围大, CS值相同, 最大紊流速度相当。
4 磨圆及胶结类型
由上述分析确定本区砂岩结构特征为粉砂、细砂状结构, 岩石颗粒度以0.06~0.35mm为主, 粉砂岩以0.03~0.1mm为主, 分选性中等—较好。镜下观察其磨圆度为次圆状, 按照刘宝珺 (1980) 颗粒接触类型和胶结类型的关系进行分类[1,3], 本区砂岩支撑类型整体上为颗粒支撑;碎屑颗粒接触方式以线接触为主, 有少数点接触, 未见缝合线接触, 颗粒胶接类型以孔隙式胶结为主, 少数样品为接触式胶结和接触孔隙式胶结。
参考文献
[1]刘岫峰.沉积岩实验室研究方法[M].北京:地质出版社, 1991
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[3]董霞, 郑荣才, 王炯, 等.开江-梁平地区上二叠统长兴组储层岩石学特征[J].岩石矿物学杂志, 2010, 29 (1) :67-78
岩石学特征论文 篇2
为了了解黄县盆地煤与油页岩的形成环境及其综合开发利用潜力,运用有机岩石学方法,对其有机岩石学和地球化学特征进行了研究.结果表明,煤层与油页岩中的有机质主要形成于陆上高等植物.盆地边界断层控制着成煤作用过程:当断层停止活动时,形成泥炭沼泽;当断层重新活动时,盆地下沉,湖水侵入泥炭沼泽,形成油页岩.油页岩中含有丰富的角质体和壳屑体,导致长链饱和烃增加.
作 者:王真奉 林明月 王炳山 WANG Zhen-feng LIN Ming-yue WANG Bing-shan 作者单位:王真奉,WANG Zhen-feng(中国煤炭地质总局水文地质局,河北,邯郸,056004)
林明月,LIN Ming-yue(河北工程大学,河北省资源勘测研究实验室,河北,邯郸,056038)
王炳山,WANG Bing-shan(山东科技大学,山东,青岛,266510)
岩石学特征论文 篇3
关键词:大瑶山;泥盆统;白云岩;岩石学;有序度
大瑶山成矿带位于桂中盆地东侧,是广西最重要的铅锌矿聚集区之一。目前,仅在武宣县境内已发现铅锌矿床(矿化点)达数十处之多。铅锌矿体主要产于下、中泥盆统的白云岩系,显示出矿化与白云岩之间的密切关系。本课题试从有序度入手对该地区白云岩进行研究,以达到了解不同成因白云石矿物学差异的研究目的。
1方法原理
白云石的有序度是指理想白云石晶体结构中CaCO3分子层与MgCO3分子层依次交替排列,占位是完全有序的。这种有序结构,在X射线衍射图上会出现超结构线。但是,大多数白云石中存在Ca和Mg的置换,不符合理想的化学配比和理想的结构,即大多数白云石都呈过渡相,具有一定程度的无序现象。白云石晶体结构的有序一无序,受形成环境影响,并可以直接用X—射线粉晶衍射进行测定。一般用O15与其相邻的衍射峰110的强度进行比较,获得I015/I110这个强度比值称为白云石的有序指数。当I015/I110=1.0时,表示白云石晶体结构是完全有序的,当I015/ I110<1.0时,表示白云石晶体结构具有一定的无序程度。天然白云石有序度多介于0—1.0之间。
2白云岩岩石学特征
根据产状与矿物组合,大瑶山地区可初步定出四种主要类型的白云石:(1)大面积出露与灰岩互层的灰质白云岩层。其岩石学特点是矿物组成单一;白云石晶体颗粒细小,以它形晶为主。其矿物组合表现是:白云石+石英+方解石或白云石+石英+方解石+重晶石。(2)与炭质泥岩、泥灰岩相伴,含有大量闪锌矿、鲕状黄铁矿并与之互层的白云岩。白云石与细粒贫铁闪锌矿共生,构成层纹状矿石;白云石晶体为细粒自形、半自形晶,具有原生或准同生的沉积特点。其矿物组合表现是:白云石+闪锌矿+石英+云母或白云石+闪锌矿+石英+云母+重晶石。(3)交代生物礁成因的白云岩,白云石特点是微细粒状;白云石沿珊瑚的孔洞、裂隙充填,并取代珊瑚的灰质骼架。其矿物组合表现是:白云石+石英+闪锌矿。(4)后期与粗粒方铅矿、闪锌矿沿裂隙充填的脉状白云石,为粗晶,成分较纯。其矿物组合表现是:白云石、白云石+石英、白云石+方解石、白云石+闪锌矿、白云石+重晶石或白云石+重晶石+闪锌矿。
3白云岩有序度特征
灰质白云岩(D1)有序度的变化范围0.57-0.79,平均有序度0.69;含纹层状闪锌矿白云岩(D2)有序度的变化范围0.44-0.63,平均有序度0.53;礁白云岩(D3)的有序度为0.76;脉状充填白云岩(D4)有序度根据其后期构造叠加的强弱,有序度的变化范围较大,为0.71- 0.92,平均有序度0.84。白云岩有序度的变化趋势总体表现为:含纹层状闪锌矿白云岩(D2)→灰质白云岩(D1)→礁白云岩(D3)→脉状充填白云岩(D4)。对于受后期构造影响的白云岩来讲,其后期构造活动越强,热液活动越频繁,充填裂隙越发育,则白云岩整体有序度显示相对越高。
4讨论与结论
白云石晶体结构的有序—无序程度反映了白云石晶体形成时的介质成分、结晶温度、压力、结晶速度以及白云石晶体形成后地质历史的演变。白云石结晶时介质成分较纯即MgO/CaO接近1:1,结晶温度较高、压力较大、结晶速度较缓慢后经历热液叠加的白云石的有序度较高;反之白云石有序度则较低。按成因,白云石主要分为同生白云石、准同生白云石和后生交代形成的白云石三种类型。快速沉积形成的同生、准同生白云石有序度较低,交代白云岩化所形成的白云石根据其不同的白云岩化模式其有序度各具特点,但整体上较同生、准同生白云石有序度高。同生、准同生白云岩石由白云石从直接流体中沉积固结或碳酸钙泥沉积后迅速转变为白云石所固结形成,其生长速度快,镁层和钙层来不及进行有效排序,因此其有序度较低。而绝大多数白云石认为是由于后期淡水、海水或地下水对卤水溶液的稀释,从而碳酸盐矿物向白云石的转变,其有序度会相对升高。高的温度可以克服白云石化的动力学障碍,有利于白云石化作用,也有利于有序度高的化学计量的白云石形成。因此高的温度和压力条件有利于形成重结晶白云岩,这类白云岩有序度更高。在埋藏作用过程中白云石晶体结构会不断调整,晶形不断趋于理想,导致白云石的有序度升高。综合资料表明埋藏白云岩化形成白云石的有序度分布于0.89-0.74。
D1白云岩分布于研究区大部分区域,普遍发育的雾心亮边结构,增生亮边,颗粒间紧密镶嵌;灰岩与D1白云岩之间的过渡多呈突变关系;镜下白云石颗粒大小不均匀,粗粒白云石团块与细粒白云石所组成的团块呈相互包裹的关系反映了交代不均一;对所做的X粉晶衍射分析发现其矿物组合:白云石+石英+方解石或白云石+石英+方解石+重晶石,且方解石与白云石呈彼此共生的关系;有序度平均值为0.69,处于中间位置,这些现象共同表明其形成过程中受交代作用影响,该类白云岩为成岩白云岩,即在灰岩在固结过程中或固结之后由于白云石的交代作用所形成的。大面积出露的层状白云岩有序度相对较高,岩层中尚无发现蒸发盐,结合其下覆产出岩层多为砂泥岩,表明地下水可具流通性,则推测最可能与海水、淡水的混合水白云岩化交代作用有关。
D2白云岩分布于盘龙、乐梅等地,属盘龙潟湖,具有沉积特征,主要表现在以下几个方面:岩石学典型特征是自程度较高,矿物结晶颗粒细小,同时矿物颗粒粒间隙较大,具有堆积的特点,表明其生成空间是相对开放的环境;其矿物组合为:白云石+闪锌矿+石英+云母或白云石+闪锌矿+石英+云母+重晶石,含泥质沉积物质而几乎不含方解石,只有两种可能:一种情况是白云石直接从饱和溶液中沉积而来,还有一种情况是方解石被白云石完全交代。后者由于是交代成因,应该具有相对较高的有序度。而恰恰相反,此类白云岩的有序度是最低,只有0.53,故排除后者的可能行。与此类白云岩中白云石与闪锌矿、黄铁矿呈韵律层产出,在镜下也可见其纹层状构造,表明闪锌矿、黄铁矿和白云石是在同样的沉积条件下形成。该类白云岩中的黄铁矿呈鲕状,而沉积学上鲕状代表一种典型的动荡沉积环境,是在流体流动过程中才能形成。因此认为该类白云岩为同生白云岩,是从饱和溶液中与闪锌矿或黄铁矿同时析出的,属热水沉积岩。可能反映该区域曾为成矿流体汇聚形成的卤水池,周围环境的温度、压力不高,白云石和闪锌矿在富Mg2+的热卤水中,快速结晶沉积形成。
D3白云岩分布于乐梅、花鱼岭等地的明显特征是,珊瑚骨架内充填的为亮晶白云石,而基质则是泥晶白云石,表明白云石是对珊瑚进行选择性的交代。另外其有序度为0.76也是相对较高,表明该类白云岩为后期交代成因,生物作用明显,是成岩白云岩。一方面由于其所处卤水池边缘,热卤水中Mg2+对珊瑚礁文石或方解石中的Ca2+进行置换;另一方面珊瑚礁构筑礁丘完全处于海水包围,有海水白云岩化对其有交代叠加;同时生物的选择交代作用,说明也叠加有生物白云岩化作用。
D4白云岩沿断层或小裂隙分布,其岩石学特点是结晶颗粒粗大,且成分较纯,有序度最高,平均值为0.84。这些特点共同表明该类白云岩石受构造因素的控制,为T-白云岩。
岩石学特征论文 篇4
吴堡地区位于鄂尔多斯中南部沉积中心, 位于陕北斜坡二级构造单元内 (图1) , 西倾单斜, 构造平缓, 倾角一般小于1度, 平均坡降8m/km左右, 以岩性圈闭为主, 由于差异压实作用, 使该区储层形成一些小的鼻状隆起。
2 储层岩石学特征
2.1 岩性特征
长33储层岩性为灰色、灰绿色、灰褐色岩屑质长石细纱岩, 岩石普普遍遍表表现现为为成成分分成成熟熟度度偏偏低低, , 结结构构成成熟熟度度中中等等的的特特点点。。砂砂岩粒度以细砂 (87.88-92.3%) 为主, 粒度中值0.1098-00..11555566mmmm, , 磨磨圆圆度度以以次次棱棱角角状状为为主主, , 分分选选较较好好, , 接接触触关关系系以以点点--线线状状为为主主, , 胶胶结结类类型型以以孔孔隙隙--薄薄膜膜型型、、孔孔隙隙--再再生生型型为为主主。。
22..22矿矿物物特特征征
根据铸体薄片和扫描电镜观察等对延长组长3层的砂岩进行了分类 (图2) , 长3层砂岩主要岩石类型为长石质岩屑砂岩、岩屑质长石砂岩以及少量长石砂岩。
1、石英砂岩2、长石质石英砂岩3、岩屑质石英砂岩4、长石岩屑质石英砂岩5、长石质岩屑砂岩6、岩屑质长石砂岩7、长石砂岩8、岩屑砂岩
岩矿分析表明, 该区长3层砂岩碎屑成分以长石为主, 其次为石英、岩屑, 岩屑包括变质岩岩屑、火成岩岩屑、沉积岩岩屑、云母。长3层陆源碎屑含量为88.6%, 其中长石含量39.2%, 石英含量34.1%, 岩屑含量12.6%。
2.3 填隙物特征
碎屑岩中杂基和胶结物统称为填隙物, 是沉积和成岩作用的共同产物。该区长3层填隙物的种类繁杂, 主要有粘土类、碳酸盐类和长英质和沸石类等, 含量一般在6.0%-17.0% (表2) 。
根据粘土矿物X衍射分析结果, 该区长3层中常见的敏感性矿物主要为绿泥石, 含量88.4%, 其次为伊利石, 含量9.1%, 伊/蒙间层, 含量3.9% (表3) 。
摘要:吴堡地区位于鄂尔多斯中南部沉积中心, 该区长3层属于岩性油藏, 砂岩储集性能的好坏直接影响着储层的含油性。本文通过对该区长3储层岩石学特征的研究, 进一步分析了该储层砂岩的物质组分和组构, 为下步开发提供重要的指导意义。
关键词:长3,储集性能,岩石学特征
参考文献
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岩石学特征论文 篇5
湖南东南部是我国大规模钨、锡、锑及铅锌、稀有、稀土元素矿床集中区,其控矿构造环境倍受人们关注.幔源暗色岩系是深部构造环境的产物,其地球化学特征是了解构造环境的`有效途径.湘东南玄武质岩石包括碱性玄武岩和拉斑玄武岩两个系列,以碱性玄武岩系列为主.玄武质岩石稀土元素总量较高,无负铕异常,为轻稀土富集的右倾型.稀土元素反映岩浆形成主要受部分熔融作用控制.岩石形成于大陆拉张构造环境.微量元素具有明显OIB型分布特征,地壳混染程度很低,具有富集地幔特征.岩石地球化学、同位素地球化学和地球物理研究表明,软流圈地幔上涌并交代岩石圈地幔,形成以宁远-道县为中心的热地幔柱构造.该热幔柱构造控制该区的成岩、成矿作用.
作 者:贾大成 胡瑞忠 卢焱 作者单位:贾大成(吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林,长春,130026;中国科学院地球化学研究所,贵州,贵阳,550002)
胡瑞忠(中国科学院地球化学研究所,贵州,贵阳,550002)
卢焱(吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林,长春,130026)
岩石学特征论文 篇6
1.1 岩性特征
参考研究区块的岩心化验分析结果, 延长组长4+5岩石类型以灰色细-中粒、中细粒长石砂岩为主, 此外有岩屑质长石砂岩。粒径一般0.1mm~0.25mm, 最大粒径在0.3~0.5mm (图1-图3) 。颜色大都呈灰色、灰绿色, 褐灰色、薄层状、中厚层状至块状都可见。延长组长4+5石英 (30.57%) 较长石 (43.3%) 含量低, 显示矿物成分成熟度低、结构成熟度高的特点。其中石英以正常消光为主, 部分石英有次生加大现象;长石以钾长石为主, 次为斜长石。斜长石主要为酸性斜长石, 部分发生绢云母化。砂岩的矿物成熟度较低。岩石结构普遍表现为成分成熟度偏低, 结构成熟度较好的特点。碎屑颗粒大都呈次棱角状, 分选好。
1.2 填隙物及胶结物
长4+5储层碎屑成分以长石类为主, 平均含量为43.3%, 其次为石英类30.57%, 岩屑类13.03%, 填隙物平均含量10.23%, 其中填隙物的各组分中, 高岭石含量最高, 占到4.4%, 其次为硅质占到1.73%, 绿泥石膜和铁方解石分别占到1.67%和1.46% (图4) 。其中绿泥石胶结分为包膜绿泥石以及充填绿泥石, 包膜绿泥石保护原生孔隙免遭破坏, 长4+5以包膜绿泥石为主, 属建设性成岩作用。
2 结论
(1) 姬塬油田长4+5储集岩以灰色细-中粒、中细粒长石砂岩为主, 此外有岩屑质长石砂岩。砂岩矿物成熟度低, 结构成熟度中等—较好;
(2) 储层岩石经历了机械压实作用、胶结作用、压溶和溶解作用等成岩作用, 具有低孔特低渗的特点。胶结作用高岭石胶结为主, 硅质胶结和绿泥石胶结次之, 其中包膜绿泥石属建设性成岩作用。
摘要:研究结果表明, 该储集岩以灰色细-中粒、中细粒长石砂岩为主, 此外有岩屑质长石砂岩。砂岩矿物成熟度低, 结构成熟度中等—较好;储层岩石经历了机械压实作用、胶结作用、压溶和溶解作用等一系列成岩作用, 具有低孔特低渗的特点。
关键词:姬塬油田,岩石学特征
参考文献
[1]赵澄林, 朱筱敏, 主编.沉积岩石学 (第三版) [M].石油工业出版社, 2004, (3)
[2]王良忱, 张金亮编.沉积环境和沉积相[M].石油工业出版社, 1996, (6)
岩石学特征论文 篇7
1 岩石学特征
徐麦岩体岩石以斜辉辉橄岩为主, 次为纯橄岩和斜辉橄榄岩, 此外, 还有斜辉辉石岩。
I、II、III、IV-蛇纹石化橄榄岩;V-蛇纹石化方辉橄榄岩;VI-碳酸盐化蛇纹岩
(1) 纯橄岩:米黄、浅黄色, 块状构造, 一般全被蛇纹石化。矿物成分主要由蛇纹石化橄榄石、纤蛇纹石、胶蛇纹石和叶蛇纹石组成。纯橄岩—辉石杂岩带的纯橄岩中可见网格结构, 网格为纤维蛇纹石, 网眼为橄榄石残晶, 橄榄石为镁橄榄石。附生铬尖晶石1~3%, 细—微粒, 全自形, 分布于蛇纹石化橄榄石中。
(2) 斜辉辉橄岩:浅灰、暗绿色, 块状构造, 网格结构, 全蛇纹石化, 主要由纤蛇纹石和叶蛇纹石组成。似斑晶为顽火辉石, 蚀变后为绢石, 呈它形—半自形。附生铬尖晶石1~2%, 细粒。
(3) 斜辉橄榄岩:灰绿、暗绿色, 块状构造, 网格结构, 似斑状结构, 全蛇纹石化。矿物成分有纤蛇纹石, 胶蛇纹石及绢石 (顽火辉石) , 呈自形—半自形。二辉橄榄岩由弱蛇纹石化的贵橄榄石、似斑晶状半自形—自形顽火石 (绢石) 和它形透辉石组成。有的橄榄石含透辉石, 称透辉橄榄岩。
(4) 辉石岩:以顽火辉石岩, 二辉辉石岩为主, 透辉辉石岩少见。银灰、灰绿色, 块状构造。顽火辉石岩为全自形球粒结构, 少数具微晶结构, 有时含少量细粒它形透辉石。附生铬尖晶石少量, 呈细粒, 全自形, 镶嵌与顽火辉石之中。顽火辉石和透辉石呈似文象状共结, 或透辉石呈它形分布于顽火辉石边缘, 或透辉石呈晶带状沿顽火辉石C轴方向平行连生。
从徐麦超基性岩体的岩石镜下鉴定照片 (图1) 可见, 橄榄石颗粒多被蛇纹石化, 呈网格状交代残余结构。蛇纹石通常以网脉形式出现, 中心为残余的橄榄石 (图1I, II) 。部分蛇纹石化程度高的橄榄岩中, 其中心的橄榄石也被蛇纹石取代 (图1III, IV) , 并且岩石还遭受了后期碳酸盐化的叠加 (图1VI) 。这说明岩石遭受到了一定程度的蛇纹石化。
2 微量元素地球化学特征
研究区共采集徐麦岩体代表性岩石样品10件, 由核工业北京地质研究院分析测试研究中心进行微量及稀土元素分析检测, 检测方法和依据为DZ/T0223-2001电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS) 方法通则。主要仪器为HR-ICP-MS;检测环境为温度20℃, 相对湿度为30%。分析测试结果详见表1, 图2为据表1得出的徐麦岩体微量元素原始地幔标准化蛛网图。
岩石学中微量元素的研究主要是通过对岩石和造岩矿物中微量元素含量、分布、组合及迁移、变化的特征来划分岩石类型, 分析岩石形成的物理—化学条件和构造背景, 探讨岩石或岩浆的形成机理和演化规律。
2.1 过渡元素
从表1中可见, 徐麦岩体过渡元素Sc、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn的含量 (除XM09-29样品Cr外) 都相对较稳定。Sc、V、Cu、Zn的含量分别为 (4.02~12) ×10-6, (22.6~60.2) ×10-6, (2.59~19) ×10-6, (36~72.8) ×10-6。Cr、Co、Ni元素相对富集, 尤其是Cr和Ni。Cr的含量为 (823~2758) ×10-6, 平均为2530.9×10-6, 为基性熔岩的7.9倍;Ni的含量为 (1680~2307) ×10-6, 平均为1856.7×10-6, 为基性熔岩的26.6倍。Cr含量较高, 与原始玄武岩浆 (Cr>400×10-6, Mg#>70, Yegodainski et.al, 1995) 相似。另一特征是Cr、Ni丰度约为典型蛇绿岩变质橄榄岩 (Cr为5000×10-6, Ni为2280×10-6, Coleman, 1977) 相应丰度的0.51倍和0.81倍。
在过渡族元素中, Cr、Co和Ni为相容元素, 它们的晶体/熔体分配系数大于1, 而V为适度不相容元素, 它的晶体/熔体分配系数介于0.2~1.0之间 (Kay R W, Hubbard N J, 1978) 。因此, 在部分熔融过程中, V较Cr、Co和Ni更易进入熔体, 从而使得Cr、Co和Ni在残余固相中逐渐富集, 而V则在残余固相中逐渐贫化。岩石中的V含量明显低于原始地幔的相应值, 而Cr、Co和Ni含量则与原始地幔值相近, 这是由于Sc、V主要在单斜辉石的矿物中, 随着上地幔物质部分熔融程度的增加, 单斜辉石容纳的Sc、V大量进入熔体, 而Cr、Co、Ni主要富集在残留的矿物橄榄石中。与芬兰Jormua蛇绿岩的东部和中部变质橄榄岩相似 (Peltonen P K, 1998) , 表明徐麦岩体可能为上地幔物质经历了部分熔融后的残留物, 而不是岩浆结晶作用的产物。
2.2 大离子亲石元素 (LILE)
从表1和用原始地幔值标准化后做的元素蛛网图 (图2) 中可见, 徐麦岩体大离子亲石元素含量相对较低, 但与原始地幔相比, Rb、Ba、Pb、Th、U等元素却表现出一定的富集。正常情况下超基性岩中Pb含量较低, 而徐麦岩体中Pb的含量较高, 说明岩体可能遭受了后期热液强烈的叠加改造。
岩石的Sr/Ba比值相对稳定, 除样品XM09-22Sr/Ba比值为6.46、XM09-32Sr/Ba比值为2.59外, 其余样品均在0.36~0.79之间, 暗示徐麦超基性岩体大离子亲石元素之间具有相似的变化规律。
(原始地幔标准化数值引自Sun and McDonough, 1989)
2.3 高场强元素 (HFSE)
高场强元素 (HFSE) Zr、Hf、Nb和Ta等在蚀变和变质作用过程中均有良好的稳定性, 是岩石成因和源区性质的良好指示剂。从表1和用原始地幔值标准化后作的元素蛛网图 (图2) 中可以看出, 徐麦岩体高场强元素 (HESE) 的丰度普遍较低, 与原始地幔相比, Ta、Nb、Zr、Hf等元素的明显亏损, 与钙碱性火山弧玄武岩的地球化学特征相吻合 (沈渭洲等, 2002) 。存在Nb、Ta、Ti特别是Nb的亏损, 显示出TNT (Ta、Nb和Ti) 的负异常现象, 这种地球化学特征在一定程度上反映出了岛弧环境的身影, 与典型的大洋中脊N-MORB有一定的差别, 因为大洋中脊之下的玄武岩一般不会出现Sr、Rb等元素的富集, 尤其是Nb的亏损, 但在岛弧区普遍发生洋壳和沉积物向岩石圈的再循环, 产生的岛弧火山岩往往具有这样的地球化学特征。
不同构造环境区玄武岩的Th、Nb、Zr特征具有显著差异 (孙书勤等, 2003) , 以原始地幔 (Taylor S R, 1985) 的Th/Nb比值0.11为界, 将大陆和大洋环境分开, 大陆板内及岛弧玄武岩的Th/Nb比值高于原始地幔值, MORB及OIB的Th/Nb比值低于原始地幔值。洋—洋板块的汇聚边缘还是洋—陆或陆—陆板块的汇聚边缘, 它们的Th/Nb比值均大于0.11, 其中洋—洋汇聚边缘和洋—陆汇聚边缘 (岛弧) 的Nb/Zr<0.04, 而陆—陆碰撞带的Nb/Zr>0.04 (孙书勤等, 2006) 。徐麦岩体的Th/Nb、Nb/Zr分别比值为0.253~1.019、0.053~0.174之间, Th/Nb>0.11, Nb/Zr>0.04, 说明徐麦岩体应形成于陆—陆碰撞带板内或岛弧环境。
3 结论
通过徐麦岩体的镜下岩石学特征, 我们确定徐麦岩体经历了蛇纹石化的区域变质作用, 在这漫长的地质历史演化过程中, 该区域变质作用必然使得徐麦岩体的微量元素发生变化。微量元素依据其自身性质的不同, 在蚀变、变质过程中其变化程度也不同。徐麦岩体微量元素地球化学特征表明徐麦岩体不是岩浆结晶作用的产物, 可能为上地幔物质经历了部分熔融后的残留物, 并遭受了后期热液强烈的叠加改造, 通过数据分析推测徐麦岩体可能形成于陆—陆碰撞带板内或岛弧环境。
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岩石学特征论文 篇8
本文针对四川盆地大兴场构造井下复杂高发层段———峨眉山玄武岩层段,利用体式显微镜观察、铸体薄片、X-射线衍射、滚动回收率实验、及力学测试等岩矿测试手段研究地质微观特征及理化性质,进而分析井壁失稳机理,为钻井设计提供理论依据。
1 实验样品选取
四川盆地大兴场构造DS1井茅口组经3次补孔酸化后测试获气产量10.51×104m3/d,油气产量可观。但在实施DS1井及DS-001井深井钻进过程中,峨眉山玄武岩层段发生严重井壁垮塌掉块,发生多次井漏及卡钻复杂,且DS-001被迫进行3次填井侧钻,钻井复杂严重阻碍茅口组碳酸盐储层天然气勘探开发进度。地层微电阻率扫描成像测井图像(如图1,黑色部分即是地层中的裂缝)以及井下取心观察(图2)表明峨眉山玄武岩层段发育有大量的天然裂缝以及弱理面。
针对性的采用发生井下复杂高发段岩心进行工程地质实验分析,因此,实验结果对该井该区块同一层段的井壁失稳机理分析结果应具有较好的代表性。
2 岩心工程地质特征实验分析
2.1 峨眉山玄武岩岩心宏观分析
在大兴场构造峨眉山玄武岩层段井下岩心如图2所示。
从图2上可以看出峨眉山玄武岩岩体裂缝极为发育,高角度和低角度裂缝并存,且纵横交错,部分裂缝无任何胶结物,在地面由于应力释放,岩体沿裂缝面自由裂开。
2.2 峨眉山玄武岩地层显微镜照片细观分析
超景深提示显微镜放大倍数为0~500倍,仪器设备如图3所示,可实时观察岩石微观结构及空间展布特征,以及钻井液与岩石接触后动态变化。
图1峨眉山玄武岩组地层成像测井解释结果Fig.1 Interpretation results of Mount Emei basalt by FMI
图4为ZG2井峨眉山玄武岩超景深体式显微镜照片,从图上可以看出峨眉山玄武岩岩体微裂缝、孔洞较为发育,发育有高角度裂缝、低角度裂缝和水平裂缝,多部分裂缝为无充填或半充填,部分裂缝为闭合裂缝,裂缝面之间力学强度主要取决于缝间充填物的强度,硅质充填物力学强度最高,钙质或铁质充填物次之,黏土充填最小,无填充物裂缝面之间无胶接强度,当沿裂缝面滑移的时候,岩石力学强度只与缝面粗糙度有关系。因此,无充填或半充填裂缝力学强度较小,裂缝纵横交错,导致峨眉山玄武岩岩体整体强度减小,井壁表面岩石容易沿裂缝面产生崩落掉块。
2.3 峨眉山玄武岩地层铸体薄片微观分析
由于长期受到地质作用影响,峨眉山玄武岩在成岩过程中容易形成多期的、规模大小不同、不同旋回的裂缝,大大的增加地层渗透性,主要发育三种类型的裂缝:构造缝、冷凝收缩缝、溶蚀缝[8]。
2.3.1 构造裂缝
岩石受构造应力作用后,产生的裂缝。取心观察结果表明构造裂缝普遍发育,薄片下特征为:裂缝边缘比较平直,没有齿状、弧形边(图5、图6)。
2.3.2 冷凝收缩缝
玄武岩喷出地表后由温度变化所产生的热应力作用下,岩体在冷却过程中将会产生冷凝收缩缝,易被火山灰等充填。其由高温到常温温度变化引起,包括成岩裂缝、晶间收缩缝、晶体内微裂缝等[9]。主要见于杏仁体内充填矿物中、角砾熔岩中(图7、图8)。
溶蚀缝:裂缝在岩石构造应力作用下产生,充填于成岩作用时期。(图9、图10)。
图7绿泥石杏仁体边缘收缩缝对角线长度:4 mm Fig.7 Contraction fracture at the edge of
2.4 峨眉山玄武岩地层X-射线衍射实验测试分析
开展X-射线衍射实验测试分析,确定不稳定地层岩石矿物组分及含量分布,可用于判断分析地层井壁垮塌失稳作用机理及类型,井壁物理化学耦合作用井壁垮塌失稳往往与黏土密切相关,尤其膨胀性黏土矿物(蒙脱石或混层比较高的伊蒙混层)含量较高地层。
大兴场构造峨眉山玄武岩矿物组分及相对含量测试结果如表1所示。
从表1可以看出,ZG2井峨眉山玄武岩主要以斜长石、方解石为主,含有少量石英、钾长石,但不含黏土。因此,初步判断认为峨眉山玄武岩为纯力学井壁垮塌失稳,不存在水化效应。
2.5 峨眉山玄武岩滚动回收率测试分析
室内针对现场获取的ZG2井(岩心编号1、2)岩心开展滚动回收率测试分析,其测试结果如表2所示。
从表2可看出,峨眉山玄武岩在清水、现场钻井液两种体系下均具有较高的滚动回收率,由此说明,该类岩样水化膨胀分散能力较弱,钻井液与地层之间的水化效应较弱,对地层井壁稳定性的影响较弱。因此判断认为峨眉山玄武岩井壁主要为力学失稳。
2.6 峨眉山玄武岩力学性能测试分析
本次试验参照《岩石物理力学性质试验规程》,将岩样制作为长度×直径为50 mm×25 mm的圆柱试样,试样经干燥箱在105~110℃烘烤12 h,再采用声波测试装置(如图11)在轴向压力约为0.8MPa,且围压为0 MPa条件下,筛选纵波波速相对误差小于5%的岩样。最后,利用室内GCTS三轴应力应变测试仪(如图12)开展静态三轴压缩实验。
选取ZG2井峨眉山玄武岩井下岩心进行实验(分别钻取不含裂缝岩心及含有裂缝岩心进行对比实验分析)。ZG2井峨眉山玄武岩岩样微裂缝极为发育,岩样较为破坏,岩样在制备过程中容易沿裂缝发生破坏。制备的室内标准岩心柱体含有多条微裂缝,微裂缝的存在大大弱化了岩样整体力学强度,岩样容易沿裂缝发生破坏。
表3为ZG2井峨眉山玄武岩不含裂缝和不含裂缝岩心三轴力学实验测试结果统计表。
从表3可以看出,ZG2井峨眉山玄武岩不含裂缝岩心抗压强度分别为284.7 MPa和288.8 MPa,ZG2井峨眉山玄武岩含裂缝岩心抗压强度较低,分别为47.9 MPa和91.4 MPa,抗压强度分别为相同围压条件下ZG2井峨眉山玄武岩不含裂缝岩心抗压强度的16.8%和31.6%,由此说明微裂缝密度及发育程度决定了峨眉山玄武岩的力学强度,进而决定玄武岩井壁稳定性。
3 微观地质特征对峨眉山玄武岩井壁稳定性影响分析
依据对峨眉山玄武岩的实验分析可知,无充填和半充填裂缝和孔洞较发育;且X-射线衍射及滚动回收实验表明峨眉山玄武岩不含黏土矿物;三轴力学实验说明多裂缝的存在导致了峨眉山玄武岩力学强度的降低。
由此峨眉山玄武岩层段井壁垮塌失稳的主要原因可归结为:(1)天然裂缝极为发育,缝间无充填物,为张开缝,裂缝纵横交错,大大弱化岩体力学强度;(2)实验表明峨眉山玄武岩水化膨胀分散能力较弱,钻井液与地层之间的水化效应较弱,对地层井壁稳定性的影响较弱,峨眉山玄武岩层段主要为力学失稳。(3)在常规过平衡钻井过程中,闭合缝转为张开缝,井筒钻井液在压力梯度作用下沿微裂缝及孔洞向地层渗流,缝间摩擦力下降以及缝间充填物溶解致强度降低,地层孔隙压力增加,进而导致地层坍塌压力增加,加速井壁失稳。
4 结论与建议
(1)峨眉山玄武岩天然裂缝极为发育,缝间无充填物,为张开缝,裂缝纵横交错。
(2)峨眉山玄武岩地层水化膨胀分散能力较弱,黏土水化效应对地层井壁稳定性的影响较弱,主要为力学失稳。
(3)在常规过平衡钻井过程中,闭合缝转为张开缝,井筒钻井液在压力梯度作用下沿微裂缝及孔洞向地层渗流,弱化岩石强度,进而导致地层坍塌压力增加,加速井壁失稳。
(4)建议钻井液配方主要以物理化学方法封堵地层的层理和裂缝,阻止钻井液滤液进入地层。
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岩石学特征论文 篇9
乔沟湾——西河口地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部, 区内主要分布着靖安油田和安塞油田。该区延长组下部长9、长10油层组, 地层和油气资料非常有限, 截至目前, 对于长9和长10油层组仍未进行系统评价, 而储层的物性决定于矿物组成、颗粒的胶结和排列方式。储层岩矿特征是研究储层成岩作用、孔隙、喉道类型、孔隙结构和储层物性的基础。因此, 深入研究长9、长10油层组的岩石学特征, 对于该区长9、长10储层评价和预测具有重要的现实意义。
1 储层碎屑组分特征
乔沟湾——西河口地区延长组长9、长10油层组沉积物物源具有继承性, 物源区相对较稳定, 源区母岩以结晶片岩和岩浆岩为主。受北东物源控制的陕北地区砂岩在碎屑组成上都以高长石、低石英及富含岩屑为特征, 岩石的成分成熟度低, 结构成熟度较高。对该区长9和长10油层组分别进行砂岩三角分类投点 (图1) , 结果显示长9油层组的砂岩类型主要为岩屑长石砂岩, 次为长石岩屑砂岩, 还有一定量的长石砂岩[1]。长10油层组的砂岩类型主要为长石砂岩, 次为岩屑长石砂岩, 极少量的长石岩屑砂岩。乔沟湾——西河口地区长9、长10储层砂岩的碎屑组分中长石含量较高, 平均为31.23%~40.75% (表1) 。研究表明长石主要来源于花岗岩、片麻岩、片岩等组成的结晶系列[2], 少量来自火山岩系或与之同期的喷发火山碎屑物质。
乔沟湾——西河口地区岩屑类型多样, 岩浆岩屑类有花岗岩、喷发岩和隐晶岩, 以喷发岩居多, 次为隐晶岩, 其含量在长9、长10油层组中平均一般不超过1%。各类变质岩岩屑在不同层位变化相对较明显, 长10油层组变质岩屑以高变岩和石英岩为主, 次为千枚岩, 刚性变质岩屑含量高, 对压实作用可起到一定的抵抗, 减缓砂岩粒间孔的降低。长9油层组为湖盆形成至发育的鼎盛时期, 湖泛面不断的向东北方向推移, 加之物源丰富, 变质岩屑类特征为千枚岩、板岩等塑性岩屑平均含量升高, 高变岩和石英岩有所降低[3,4]。总之, 乔沟湾——西河口变质岩屑类型以高变岩、石英岩及千枚岩为主, 纵向上从长10~长9油层组呈现出递减的趋势, 反映出盆地东北方向物源为该区延长组的稳定物源区。
2 储层胶结物成分
2.1 伊利石及网状粘土
乔沟湾—西河口地区长9油层组胶结物中伊利石也是较发育的, 而长10油层组中伊利石平均含量低。通过对该区储层样品的扫描电镜照片观察, 发现伊利石在碎屑岩胶结物中常呈片状、蜂窝状、丝缕状等形态。集合体形态多呈鳞片状、碎片状及羽毛状, 通常以颗粒包膜或孔隙衬边形式出现, 有时呈网状分布于孔隙中。乔沟湾——西河口地区延长组长9、长10油层组中都含有少量的网状粘土, 其成分一般为伊/蒙混层和绿/蒙混层, 多呈片状、毛发状及蜂窝状附着颗粒表面。
2.2 碳酸盐矿物
乔沟湾——西河口地区延长组长9、长10油层组中碳酸盐矿物是重要的胶结物之一, 主要有方解石、铁方解石、白云石、铁白云石及菱铁矿等。一般来讲, 在早成岩期以方解石为主, 局部泥微晶碳酸盐较多, 多以孔隙充填形式产出;铁方解石和白云石主要发育在成岩的中——晚期, 以亮晶碳酸盐为主, 呈嵌晶胶结、连晶胶结或交代碎屑矿物等形式产出。
铁方解石和方解石两种胶结物在两个油层组均有不同程度的分布, 长9油层组中方解石含量稍占优势, 其平均含量为1.49%;长10油层组中含量有所下降, 为0.1%。长9油层组中铁方解石平均含量也较高;长10油层组由于发育浊沸石, 其铁方解石平均含量较低, 为0.92%。
3 结构特征
3.1 碎屑粒度
乔沟湾——西河口地区延长组长9、长10油层组砂岩的图像粒度资料表明, 该区延长组砂岩以细粒砂岩为主, 属细砂岩的粒径范围。其中, 平均粒径为2<Φ≤4 (0.125~0.25mm) 的样品属细砂岩, 占样品总数的94.18%, 粒径为1<Φ≤2 (0.25~0.5mm) 的中砂岩占5.19%。长10油层组细砂粒级均是岩石构成的主要粒级, 而在长10、长9油层组中砂级粒度出现的频率相对较高, 特别是长10油层组, 砂岩薄片分析数据同样显示如此结果。
3.2 碎屑分选性及磨圆度
乔沟湾—西河口延长组长9、长10油层组砂岩的薄片鉴定中, 对碎屑颗粒的分选性、磨圆度及胶结类型分别进行了统计。分选性统计结果显示, 研究区延长组砂岩的分选总体上为中等至好;对长9、长10油层组砂岩样品的磨圆度统计表明, 碎屑颗粒的磨圆度以次棱为主;砂岩样品的胶结方式统计显示, 研究区延长组长9、长10油层组砂岩主要以孔隙式胶结为主, 其次为孔隙—薄膜式胶结, 而薄膜、加大及孔隙—加大式胶结较低。
4 结论
(1) 乔沟湾——西河口延长组长9、长10油层组源区母岩以结晶片岩和岩浆岩为主。岩石类型主要为长石砂岩, 长石主要来源于花岗岩、片麻岩、片岩等组成的结晶系列, 少量来自火山岩系或与之同期的喷发火山碎屑物质。
(2) 乔沟湾——西河口延长组长9、长10油层组主要胶结物为绿泥石、铁方解石、方解石、浊沸石、高岭石、伊利石 (水云母) 及硅质, 此外, 还有一定量的白云石和网状粘土。
(3) 乔沟湾——西河口延长组长9、长10油层组砂岩胶结方式主要为孔隙式, 其次为孔隙—薄膜式, 也有少量的薄膜、加大及孔隙—加大式胶结。
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岩石学特征论文 篇10
华南陆块由华夏板块与扬子板块在新元古代拼接而成, 形成统一的华南陆块之后, 又遭受了多期的构造运动的改造。武夷-云开造山运动是自新元古代Rodinia超大陆裂解以来华南地区经历的第一次广泛的构造热事件。有关华南早古生代花岗岩的构造-岩浆演化模式还存在较大的争议, 主要有陆弧碰撞模式和洋壳俯冲模式;陆内造山作用模式。随着研究的深入, 越来越多的研究者认为华南早古生代花岗岩属于陆内造山作用伴生的岩浆活动产物。
笔者统计了华南早古生代花岗岩的岩相学、锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素等数据, 试图建立华南早古生代花岗岩较精细的年代学框架, 并探讨其岩石成因, 为进一步揭示华南早古生代构造演化历史提供新的依据。
2 华南加里东期花岗岩分布及成岩年龄
华南加里东期花岗岩主要分布在武夷-云开地区、万洋山-诸广山地区、湖南八面山和江西武功山等地, 受武夷-云开造山运动控制, 区域内出露少量同时期的镁铁质岩石。通过统计华南加里东期花岗岩的成岩年龄, 得出华南加里东期花岗岩成岩年龄主要集中于410~460 Ma。
3 华南加里东期花岗岩矿物学及地球化学特征
3.1 矿物学特征
通过对华南早古生代花岗岩岩石学和矿物学特征的总结, 华南早古生代花岗岩岩石类型主要以花岗闪长岩、黑云母花岗岩、白云母花岗岩、二长花岗岩、石英闪长岩、英云闪长岩、钾长花岗岩等岩石类型为主。I型花岗岩中不出现过铝质矿物, 而出现镁铁质矿物, 一些岩体内花岗岩含有角闪石, 偶见暗色微粒包体。S型花岗岩以出现过铝质矿物为特征, 且不含S型花岗岩的诊断性矿物—堇青石。
3.2 华南早古生代花岗岩主量元素、微量元素、稀土元素特征
华南早古生代I型花岗岩SiO2含量变化介于61.49%~74.9%之间, 平均为68.04%。TiO2含量为0.2%~0.85%, K2O介于2.26%~5.74%, Na2O含量介于2.14%~3.57%。全碱 (K2O+Na2O) 介于4.6%~8.91%, I型花岗岩主要落入高钾钙碱性系列区域。Al2O3含量较高, 介于12.97%~17.28%, 整体显示准铝质到弱过铝质特征 (A/CNK=0.97~1.10) 。
华南早古生代S型花岗岩SiO2含量较高, 变化介于70.75%~77.82%之间, 平均为73.47%。TiO2含量为0.05%~0.59%, K2O介于3.23%~5.83%, Na2O含量介于1.96%~4.11%。全碱 (K2O+Na2O) 介于6.67%~8.89%, 主要落入高钾钙碱性系列和钾玄岩系列区域。Al2O3含量较高, 介于11.99%~14.41%, A/CNK值变化较大, 介于0.94~1.28, 平均为1.05。
Ⅰ型花岗岩稀土总量较低, ΣREE介于118.1×10-6~236.3×10-6之间, 平均为173.47×10-6。较弱的Eu负异常 (δEu=0.43~0.97, 平均为0.63) 。轻、重稀土分馏明显 (LREE/HREE=5.71~18.41, 平均为7.87) , 表现为轻稀土富集、重稀土亏损, 稀土配分模式图上呈右倾。S型花岗岩稀土总量较高, ΣREE介于63.7~336.29×10-6之间, 平均为231.24×10-6。Eu负异常明显, δEu介于0.06~0.84, 平均为0.51。轻、重稀土分馏明显 (LREE/HREE=6.24~19.76, 平均为9.79) , 表现为轻稀土明显富集而重稀土亏损的特征, 分布曲线呈右倾型。
华南早古生代花岗岩整体富集Rb、Th、U、Pb、K等元素, 亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素。
4 华南早古生代不同类型花岗岩的岩石成因
目前研究认为华南早古生代I型花岗岩的成因有2种:成岩过程中有不同比例的幔源物质加入;主要形成于地壳物质的部分熔融, 成岩过程中没有幔源物质的加入。
比值的差异可以反映S型花岗岩源区物质中粘土含量的差异。乐安二长花岗岩、龙回花岗闪长岩、金溪钾长花岗岩、东堡花岗岩、宜黄花岗岩的CaO/Na2O值较高, 均大于0.3, 显示其源区可能为砂质岩。塘湾花岗岩与付坊二长花岗岩CaO/Na2O均大于0.3, 反映其源区可能主要以砂质为主, 含少量泥质成分。陡水二长花岗岩、上犹花岗岩CaO/Na2O均<0.3, 反映其源区物质可能以泥质为主。
5 结论
通过对华南早古生代花岗岩的分析统计, 可以得出以下主要结论。
(1) 华南早古生代花岗岩根据岩石学和地球化学特征可分为I、S型花岗岩两类。
(2) 华南早古生代Ⅰ型花岗岩SiO2含量变化较大, 碱含量较高, 富钾, 整体显示准铝质到弱过铝质特征。
华南早古生代S型花岗岩SiO2含量较高, 碱含量较高, 整体显示弱过铝质-强过铝质特征。
(3) 华南早古生代Ⅰ型花岗岩表现为为轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型, 且均表现出较弱的Eu负异常。而华南早古生代S型花岗岩表现为轻、重稀土分馏明显, 轻稀土明显富集而重稀土亏损, 分布曲线呈右倾型。Eu负异常明显。华南早古生代花岗岩整体富集Rb、Th、U、Pb、K等元素, 亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素。
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